WO2012159612A2 - Stockschraube, klemmelement, dichtung und deren anordnung, insbesondere für die befestigung von photovoltaikmodulen auf dächern - Google Patents

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Definitions

  • a disadvantage proves that in nuts pressed on the roofing and / or between roofing and hanger bolt seals there is a danger to attract the mother too much during assembly. As a result, the seal can be squeezed so that it no longer encloses the shaft of the hanger bolt over the entire contact surface with the hanger bolt in a form-fitting manner. In addition, the seal is loaded by torsional forces. Another disadvantage is that the seal, if it is performed in the course of assembly over the thread for the Anpressmutter, can take on its inner surface damage with the risk of compromising the sealing effect.
  • hanger bolt between its upper and its lower end a thread-free shaft.
  • a clamping element is arranged above the seal in the inventive arrangement, which is positioned on the shaft of the hanger bolt during the relevant assembly step, that it abuts the shaft clamped and frictionally opposing a working force against the underside of the sealing body pressing force.
  • the clamping element of the seal rests directly or this even integrated into the clamping element.
  • a further component is arranged between clamping element and seal.
  • the hanger bolt has a substantially perpendicular to its longitudinal axis notch, into which the clamping element engages positively.
  • the clamping element In contrast to the tightening of a nut, the clamping element is manually pressed down and therefore already allows a haptic control of the force acting on the seal during the respective assembly step. It is advantageous to tailor the depth and shape of the notch to the elasticity of the gasket so that the frictional engagement between the clamping element and the notch is overcome as soon as the elastic deformation of the gasket exceeds a certain extent, from which, analogously to the effect of an over-tightened nut, the sealing effect would be impaired.
  • the seal In order to provide the inventive arrangement of hanger bolt and seal, the seal must be pushed from the top or bottom of the shaft of the hanger bolt. It is therefore advantageous that the outer diameter of the preferably self-tapping thread at the lower end of the hanger bolt, which can serve, for example, the connection with a roof substructure, not greater than the diameter of the unthreaded shaft, both in the pre-assembled state of the arrangement and in its operating state is enclosed by the seal.
  • the seal can be particularly gently pushed over the threaded lower end of the hanger bolt, when between the shaft and the thread, a portion is arranged, the circumference of which decreases steadily from the circumference of the shaft to the core circumference of the thread.
  • the circumference of the section decreases abruptly, such as in a step to specify a limitation of the screwing.
  • the shaft may be enclosed along its entire length by the seal, but it may, because of the material savings preferred, only along a portion, ie a part of its total length, be enclosed by the seal.
  • the seal is the shaft in full or in sections positively and sealingly. This results in at least two different contact surfaces of the seal, where they can each develop their sealing effect, namely on the one hand, the contact surface between the shaft and seal and on the other hand, the contact surface between the penetrated by the hanger bolt component, such as a roof covering, and the seal.
  • Both contact surfaces can be advantageously designed.
  • the contact surface with the shaft may advantageously have a corrugation which is complementary to a corrugation on the shaft. Due to the additional positive locking and the concomitant increase in the contact surface, the sealing effect increases.
  • the contact surface on the underside of the sealing body advantageously has at least one circumferential sealing lip, which is preferably arranged obliquely to the central axis of the recess which extends through the sealing body from its top to its underside.
  • the sealing lip arranged in this way is elastically deformed outwards or inwards by a contact force acting on it from a substantially planar surface, depending on the orientation of the inclination.
  • the sealing lip is thereby not only in cross-section punctually with its lower edge on the surface of the penetrated by the Stockservraube component but when it is pushed away to the outside, with its inner edge, and when pushed away inwards with its outer edge. This also increases this contact surface of the seal, with the result of an additional increase in the sealing effect.
  • An arranged in addition to the sealing lip indentation in the sealing body has the advantage that the sealing lip has more play for the elastic deformation and can sit wider. The indentation saves material compared to a sealing body with a sealing lip of the same length material at the same time wider support surface for the sealing lip.
  • the indentation is arranged on the side of the sealing lip, to which it is pushed away, wherein it should be dimensioned so that it is at the expected contact pressure on the underside of the Seal is closed by the sealing lip.
  • special versions of the seal with a plurality of sealing lips are possible.
  • a support lip on the underside of the sealing body of the seal which is arranged within the circumference of the sealing lip, in the standby state of the arrangement above as the sealing lip ends and in the operating state of the arrangement is too strong and potentially crack-causing kinking prevents the sealing lip while doing even a seal.
  • it is not inclined but arranged axially parallel to the recess of the sealing body.
  • the central axis of the recess of the sealing body advantageously extends parallel to the longitudinal axis of the hanger bolt.
  • the corrugation on the shaft so that the individual grooves can serve as a notch for positive engagement with the clamping element.
  • the grooves should not be deeper than 200 ⁇ m in order to avoid damaging the gasket in bringing about positive engagement with the complementary corrugation of the gasket.
  • the clamping element is advantageously designed so that it has a circumferential, substantially planar edge region, a central opening and an odd number of spring elements, preferably leaf springs, which have along their side edges to the central opening.
  • the diameter of the central opening formed by the spring elements should preferably be slightly smaller than the diameter of the shaft of the hanger bolt, so that in the standby and operating state of the arrangement, an angle of the spring elements, preferably leaf springs, relative to the edge region of the clamping element of 5 ° to 9 °, preferably 6 ° to 8 ° results. Material thickness, shape and angle relative to the edge region of the spring elements can be varied for it.
  • leaf springs which have the shape of a symmetrical trapezoid having the difference that their bases are each curved along a circular line.
  • the constancy of the spring action the reduction of which can adversely affect the sealing effect of the seal, can be advantageously increased if the transitions of the side edges of the leaf springs are rounded to the edge region of the clamping element.
  • the number of tensioned against the shaft of the hanger bolt leaf springs is odd in order to avoid unwanted tilting of the clamping element on the shaft largely.
  • a good compromise between the achievable in the course of manual assembly with respect to even load of the leaf springs optimally balanced position of the clamping element and manufacturing effort is a number of five leaf springs. Furthermore, it is advantageous if the intended for the clamping contact with the shaft of the hanger bolt ends of the leaf springs of the clamping element are arranged in a parallel but different plane than their transitions to the edge region. As a result, in the relaxed state of the leaf springs an angle of, for example, 6 ° is predetermined, which increases only slightly by the sliding of the clamping element on the unthreaded shaft of the hanger bolt, for example, to 8 °.
  • Fig. 1 shows an embodiment of the arrangement (1) in the side view with the individual components of the hanger bolt (2), clamping element (3) and seal (4) in the standby state (15). For better orientation, the upper (5) and the lower (6) end of the hanger bolt (2) and the longitudinal axis (8) are shown.
  • Fig. 2 shows an exploded view of the individual components (2, 3, 4) of the arrangement (1) from the side. You can see above the clamping element (3), which is designed here advantageous and material saving as a clamping disc.
  • the unthreaded shaft (7) here has a perpendicular to the longitudinal axis (8) arranged corrugation (22) with integrated notch (9) into which the clamping element (3) can engage, the contact surface of the positive connection between the seal (4) and shaft (7) enlarged and in conjunction with the webs (see Fig. 3, item 25) on the inner circumferential surface (see Fig. 3, item 41) of the complementary corrugation (see Fig. 3, item 24) of the sealing body ( 10) increases the sealing effect.
  • the diameter of the shaft (7) in this embodiment is less than the outer diameter of the metric thread, but greater than or equal to the outer diameter of the self-tapping thread (17) at the lower end (6) of the hanger bolt (2), so that the seal (4) expediently brought into position via the lower end (6) in order to avoid widening of the seal (4).
  • This process is facilitated by the section (18) between shank (7) and the self-tapping thread (17) whose circumference (19) from the circumference (20) of the shaft (7) steadily to the core circumference (21) of the self-tapping thread (17) decreases.
  • Fig. 3 shows the shaft (7) with the clamping element (3) and the seal (4) in longitudinal section in the standby state (15).
  • the corrugation (22) of the shaft (7) and the complementary corrugation (24) on the inner lateral surface (41) of the sealing body (10) the webs (25) in individual grooves (23) of the corrugation (22) engage , Integrated in the corrugation (22) in this embodiment, the notch (9) of the shaft (7), in which engages the clamping element (3).
  • the Leaf springs (28) of the clamping element (3) have here in the ready state (15) as well as in the operating state (see Fig. 4, item 16) an angle of attack (33) of 8 ° with respect to a plane orthogonal to the longitudinal axis (8) extending plane (32).
  • a circumferential sealing lip (12) is arranged and a here also circumferential support lip (14), wherein the sealing lip (12) in the standby state (15) shown here below the support lip (14) ends.
  • the primary task of the support lip (14), in addition to an additional seal, is to prevent excessive bending of the sealing lip (12) - in the operating state (see Fig. 4, item 16) and to increase the risk of tearing of the seal (4) minimize.
  • the sealing body (10) has a recess (13), which is reduced or closed by the sealing lip (12) when the sealing lip (12) is elastically deformed in the operating state (see Fig.
  • Fig. 4 shows the longitudinal section of an embodiment of the arrangement (1) in the operating state (16), in which the arrangement (1) for fixing a photovoltaic module (37) on a roof, wherein the lower end (6) of the hanger bolt (2) is connected to the roof substructure (35) and the upper end (5) of the hanger bolt (2) via a support structure (36) to the photovoltaic module (37) is connected.
  • the roofing (34) exerts a contact pressure on the seal (4), which counteracts the frictional engagement of the clamping element (3) with the hanger bolt (2).
  • Fig. 5 shows the clamping element (3), which is designed here as a clamping disc, in side view.
  • Fig. 6 shows the clamping element (3) of FIG. 5 from above with the leaf springs (28), the number here advantageously is five and so prevents tilting movements on the shaft (see Fig. 3, item 7).
  • the bottom sides (29) of a symmetrical trapezoid modified by the curvatures, as well as the side edges (30) of the leaf springs (28), the edge region (26), the central opening (27) and the curves of the side edges (29), can be seen in each case. 30) at the transition (31) to the edge region (26).
  • Fig. 7 shows the side view of a slightly varied embodiment of the hanger bolt (2), with unthreaded shaft (7) between the upper (5) and lower (6) end and arranged below portion (18), the periphery (19) here abruptly decreases from the circumference (20) of the shaft (7) to the core circumference (21) of the self-tapping thread (17) and thus a resistance when screwing the self-tapping thread (17) can be felt.
  • a metric thread is arranged here, the outer circumference of which does not exceed that (20) of the shank (7), so that there is the possibility of passing the seal (see Fig. 8, No. 4) over the upper end (5) to be positioned on the shaft (7).
  • Fig. 8 shows the seal (4) in the plan view.
  • the upper side (38), the recess (39) running from the upper (38) to the lower side (see FIG. 3, No. 11) and its central axis (40) can be seen as a point.

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Abstract

Anordnung (1) aus Stockschraube (2), Klemmelement (3) und Dichtung (4), insbesondere für die Befestigung von Photovoltaikmodulen (37) auf Dächern, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die Stockschraube (2) zwischen ihrem oberen (5) und unteren (6) Ende einen gewindefreien Schaft (7) aufweist, an dem das Klemmelement (3) oberhalb der Dichtung (4) klemmend anliegt und der (7) von der Dichtung (4) umschlossen ist, wobei die Stockschraube (2) gekennzeichnet ist durch einen gewindefreien Schaft (7) zwischen ihrem oberen (5) und unteren (6) Ende mit wenigstens einer im Wesentlichen rechtwinklig zur Längsachse (8) verlaufenden Einkerbung (9) und/oder Riffelung (22), das Klemmelement (3) einen umlaufenden Randbereich (26), eine Mittelöffnung (27) und eine ungerade Anzahl von Federelementen (28) aufweist, vorzugsweise Blattfedern, die entlang ihrer Seitenkanten (30) vom Randbereich (26) zur Mittelöffnung (27) weisen und im Wesentlichen die Form eines symmetrischen Trapezes aufweisen, mit dem Unterschied, dass dessen Grundseiten (29) jeweils entlang einer Kreislinie gekrümmt sind, und das Dichtelement (4) einen Dichtkörper (10) aufweist mit einer Unterseite (11), eine von der Ober- (38) zur Unterseite (11) durch diesen verlaufende Ausnehmung (39), wobei an der Unterseite (11) eine Stützlippe (14) und schräg zur Mittelachse (40) der Ausnehmung (39) eine umlaufende Dichtlippe (12) angeordnet ist.

Description

Stockschraube, Klemmelement, Dichtung und deren Anordnung, insbesondere für die Befestigung von Photovoltaikmodulen auf Dächern
[0001] Die Befestigung von Photovoltaikmodulen auf geneigten oder flachen Dächern wird nach Möglichkeit mittels Tragkonstruktionen vorgenommen, die die Dachhaut nicht oder nur zwischen einzelnen Dachziegeln durchdringen. Im Falle von geneigten Dächern mit Trapezblech- oder Wellprofileindeckung ist es in der Regel jedoch unumgänglich, dass Elemente der Tragkonstruktion unterhalb der Dacheindeckung befestigt werden und die Dacheindeckung nach außen durchdringen.
[0002] Als Durchdringungselemente haben sich Stockschrauben bewährt, die mit ihrem unteren Ende in der Dachunterkonstruktion verankert sind und oberhalb der Dacheindeckung mit ihrem oberen Ende, beispielsweise über Adapter, mit der restlichen Tragkonstruktion für die Photovoltaikmodule verbunden sind. Problematisch ist regelmäßig die Abdichtung der Dacheindeckung dort, wo sie von der Stockschraube durchdrungen wird. Hier kommen Dichtungen zwischen dem Rand des Durchbruchs und dem Schaft der Stockschraube zum Einsatz, die von oben in die Lücke zwischen Dacheindeckung und Stockschraube gedrückt werden. Dies geschieht gemäß Stand der Technik mittels einer Mutter, die in ein Gewinde am Schaft der Stockschraube eingreift Exemplarisch für den Stand der Technik stehen hier die Offenbarungsgehalte der Gebrauchsmusterschriften DE 20 2006 008 867 U1 und DE 20 2005 019 628 U1 .
[0003] Als nachteilig erweist sich, dass bei mittels Muttern auf die Dacheindeckung und/oder zwischen Dacheindeckung und Stockschraube gedrückten Dichtungen die Gefahr besteht, die Mutter bei der Montage zu stark anzuziehen. Dadurch kann die Dichtung so gequetscht werden, dass sie den Schaft der Stockschraube nicht mehr über die gesamte Kontaktfläche mit der Stockschraube formschlüssig dichtend umschließt. Außerdem wird die Dichtung dabei durch Torsionskräfte belastet. Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass die Dichtung, wenn sie im Zuge der Montage über das Gewinde für die Anpressmutter geführt wird, an ihrer Innenmantelfläche Schaden nehmen kann mit der Gefahr einer Beeinträchtigung der Dichtwirkung. Das
BESTÄTIGUNGSKOPIE notwendige Anziehen der Muttern während der Montage wird ebenfalls als nachteilig angesehen, da sowohl zu stark angezogene als auch zu schwach angezogene Muttern die Dichtwirkung mindern und dies während des Montagevorgangs eine Fehlerquelle darstellt. Der Montagefehler wird in der Regel nachteiligerweise erst nach Eintritt eines Schadens durch Undichtigkeiten entdeckt. Darüber hinaus ist der Montageaufwand erhöht aufgrund der Notwendigkeit, ein für die Mutter passendes Werkzeug zur Hand nehmen zu müssen.
[0004] Es stellt sich daher die Aufgabe, eine Stockschraube und die dazu passende Dichtung so zu modifizieren, dass die genannten Nachteile beseitigt werden. Darüber hinaus soll eine vormontierte Anordnung aus Stockschraube und Dichtung bereit gestellt werden, deren Dichtwirkung zuverlässig ohne Werkzeug in einem einfachen Montageschritt herbei geführt- werden kann. Die Dichtung sollte außerdem so modifiziert werden, dass sie an zwei verschiedenen Kontaktflächen ihre Dichtwirkung entfaltet.
[0005] Dies gelingt mittels einer Anordnung aus Stockschraube, Klemmelement und Dichtung gemäß Anspruch 1 , mittels einer Stockschraube gemäß Anspruch 22, einem Klemmelement gemäß Anspruch 23 und einer Dichtung gemäß Anspruch 24. Vorteilhafte Ausführungsformen der Anordnung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
[0006] Im Gegensatz zu den im Stand der Technik üblichen Stockschrauben weist die hier vorgeschlagene Stockschraube zwischen ihrem oberen und ihrem unteren Ende einen gewindefreien Schaft auf. Anstelle der üblichen Mutter ist bei der erfindungsgemäßen Anordnung ein Klemmelement oberhalb der Dichtung angeordnet, das während des betreffenden Montageschritts so am Schaft der Stockschraube positioniert wird, dass es dem Schaft klemmend anliegt und einer im Betriebszustand gegen die Unterseite des Dichtkörpers wirkenden Anpresskraft reibschlüssig entgegensteht.
[0007] Um eine gut handhabbare vormontierte Anordnung zu erhalten ist es dabei vorteilhaft, wenn das Klemmelement der Dichtung unmittelbar aufliegt oder diese sogar in das Klemmelement integriert ist. Ebenso sind aber auch Ausführungsformen möglich, bei denen ein weiteres Bauteil zwischen Klemmelement und Dichtung angeordnet ist. Um das Klemmelement materialsparend und vergleichsweise klein ausführen zu können, ist es von Vorteil, wenn die Stockschraube eine im Wesentlichen rechtwinklig zu ihrer Längsachse verlaufende Einkerbung aufweist, in die das Klemmelement formschlüssig eingreift. Mehrere parallel zueinander angeordnete Einkerbungen ermöglichen ein Einrasten des Klemmelements in verschiedenen Positionen, von denen bei der Montage die günstigste gewählt werden kann. Im Unterschied zu dem Festziehen einer Mutter wird das Klemmelement händisch heruntergedrückt und erlaubt daher bereits während des betreffenden Montageschritts eine haptische Kontrolle der auf die Dichtung wirkenden Kraft. Vorteilhaft ist es, die Tiefe und Form der Einkerbung so auf die Elastizität der Dichtung abzustimmen, dass der Reibschluss zwischen Klemmelement und Einkerbung überwunden wird, sobald die elastische Verformung der Dichtung ein Maß übersteigt, ab dem, analog des Effekts einer zu stark angezogenen Mutter, die Dichtwirkung beeinträchtigt würde.
[0008] Um die erfindungsgemäße Anordnung von Stockschraube und Dichtung bereitstellen zu können, muss die Dichtung von oben oder unten auf den Schaft der Stockschraube geschoben werden. Es ist deshalb vorteilhaft, dass der Außendurchmesser des vorzugsweise selbstschneidenden Gewindes am unteren Ende der Stockschraube, das beispielsweise der Verbindung mit einer Dachunterkonstruktion dienen kann, nicht größer als der Durchmesser des gewindefreien Schafts ist, der sowohl im vormontierten Bereitschaftszustand der Anordnung als auch in deren Betriebszustand von der Dichtung umschlossen ist. Die Dichtung lässt sich besonders schonend über das gewindetragende untere Ende der Stockschraube schieben, wenn zwischen dem Schaft und dem Gewinde ein Abschnitt angeordnet ist, dessen Umfang von dem Umfang des Schafts bis auf den Kernumfang des Gewindes stetig abnimmt. Es kann jedoch auch von Vorteil sein, dass der Umfang des Abschnitts sprunghaft abnimmt, wie beispielsweise bei einer Stufe, um eine Begrenzung der Einschraubtiefe vorzugeben. [0009] Der Schaft kann entlang seiner gesamten Länge von der Dichtung umschlossen sein, er kann aber, wegen der Materialersparnis bevorzugt, lediglich entlang eines Abschnitts, also eines Teils seiner Gesamtlänge, von der Dichtung umschlossen sein. In vorteilhaften Ausführungsformen liegt die Dichtung dem Schaft dabei ganz oder abschnittsweise formschlüssig und dichtend an. So ergeben sich wenigstens zwei unterschiedliche Kontaktflächen der Dichtung, an denen sie jeweils ihre dichtende Wirkung entfalten kann, nämlich einerseits die Kontaktfläche zwischen Schaft und Dichtung und andererseits die Kontaktfläche zwischen dem von der Stockschraube durchdrungenen Bauteil, beispielsweise einer Dacheindeckung, und der Dichtung.
[0010] Beide Kontaktflächen lassen sich vorteilhaft ausgestalten. Die Kontaktfläche mit dem Schaft kann vorteilhaft eine Riffelung aufweisen, die komplementär zu einer Riffelung am Schaft ist. Durch den zusätzlichen Formschluss und die damit einhergehende Vergrößerung der Kontaktfläche erhöht sich die Dichtwirkung. Die Kontaktfläche an der Unterseite des Dichtkörpers weist vorteilhafterweise wenigstens eine umlaufende Dichtlippe auf, die vorzugsweise schräg zur Mittelachse der Ausnehmung angeordnet ist, die durch den Dichtkörper von dessen Ober- zu dessen Unterseite verläuft. Die so angeordnete Dichtlippe wird durch eine von einer im Wesentlichen planen Oberfläche auf sie einwirkenden Anpresskraft, je nach Orientierung der Schrägstellung, elastisch nach außen oder nach innen verformt. Die Dichtlippe setzt dadurch nicht nur im Querschnitt punktuell mit ihrer Unterkante auf die Oberfläche des von der Stockservraube durchdrungenen Bauteils auf sondern, wenn sie nach außen weggedrückt wird, mit ihrer Innenflanke, und wenn sie nach innen weggedrückt wird mit ihrer Außenflanke. Dadurch vergrößert sich auch diese Kontaktfläche der Dichtung mit der Folge einer zusätzlichen Erhöhung der Dichtwirkung. Eine neben der Dichtlippe angeordnete Einbuchtung in den Dichtkörper hat den Vorteil, dass die Dichtlippe mehr Spiel für die elastische Verformung hat und breiter aufsetzen kann. Die Einbuchtung spart gegenüber einem Dichtkörper mit einer Dichtlippe gleicher Länge Material bei zugleich verbreiterter Auflagefläche für die Dichtlippe. Optimal ist die Einbuchtung an der Seite der Dichtlippe angeordnet, zu der diese weggedrückt wird, wobei sie so dimensioniert sein sollte, dass sie bei der zu erwartenden Anpresskraft auf die Unterseite der Dichtung von der Dichtlippe geschlossen wird. Selbstverständlich sind auch Sonderausführungen der Dichtung mit einer Mehrzahl von Dichtlippen möglich.
[0011] Schließlich ist es vorteilhaft, an der Unterseite des Dichtkörpers der Dichtung eine Stützlippe anzuordnen, die innerhalb des Umfangs der Dichtlippe angeordnet ist, im Bereitschaftszustand der Anordnung weiter oben als die Dichtlippe endet und im Betriebszustand der Anordnung ein zu starkes und potentiell rissverursachendes Abknicken der Dichtlippe verhindert und dabei selbst eine Abdichtung bewirkt. Vorteilhafterweise ist sie nicht schräg sondern achsparallel zur Ausnehmung des Dichtkörpers angeordnet. Die Mittelachse der Ausnehmung des Dichtkörpers verläuft dabei vorteilhafterweise parallel zur Längsachse der Stockschraube.
[0012] Eine Möglichkeit die Produktion der Stockschraube einfacher zu gestalten besteht darin, die Riffelung am Schaft so zu gestalten, dass die einzelnen Riefen als Einkerbung für den Formschluss mit dem Klemmelement dienen können. Vorteilhafterweise sollten die Riefen jedoch nicht tiefer als 200 μηη sein, um eine Schädigung der Dichtung bei der Herbeiführung des Formschlusses mit der komplementären Riffelung der Dichtung zum vermeiden.
[0013] Das Klemmelement ist vorteilhafterweise so ausgestaltet, dass es einen umlaufenden, im Wesentlichen planen Randbereich, eine Mittelöffnung und eine ungerade Anzahl von Federelementen, bevorzugt Blattfedern, aufweist, die entlang ihrer Seitenkanten zur Mittelöffnung weisen. Der Durchmesser der von den Federelementen gebildeten Mittelöffnung sollte vorzugsweise etwas kleiner als der Durchmesser des Schafts der Stockschraube sein, so dass sich im Bereitschaftsund Betriebszustand der Anordnung ein Anstellwinkel der Federelemente, vorzugsweise Blattfedern, gegenüber dem Randbereich des Klemmelements von 5° bis 9°, vorzugsweise 6° bis 8° ergibt. Materialstärke, Formgebung und Winkel gegenüber dem Randbereich der Federelemente können dafür variiert werden.
[0014] Als vorteilhaft für die fertigungstechnische Einstellbarkeit eines konstanten Reibschlusses zwischen dem Schaft der Stockschraube und dem Klemmelement hat es sich erwiesen, wenn Blattfedern verwendet werden, die die Form eines symmetrischen Trapezes aufweisen mit dem Unterschied, das deren Grundseiten jeweils entlang einer Kreislinie gekrümmt sind. Die Konstanz der Federwirkung, deren Nachlassen sich nachteilig auf die Dichtwirkung der Dichtung auswirken kann, kann vorteilhaft gesteigert werden, wenn die Übergänge der Seitenkanten der Blattfedern zu dem Randbereich des Klemmelements abgerundet sind. Um eine gleichmäßige Belastung der Blattfedern zu gewährleisten, ist es von Vorteil, wenn die Anzahl der gegen den Schaft der Stockschraube gespannten Blattfedern ungerade ist, um ein unerwünschtes Kippen des Klemmelements am Schaft weitgehend zu vermeiden. Ein guter Kompromiss zwischen der im Zuge händischer Montage erreichbaren bezüglich gleichmäßiger Belastung der Blattfedern optimal austarierten Lage des Klemmelements und fertigungstechnischem Aufwand ist eine Anzahl von fünf Blattfedern. Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die für den klemmenden Kontakt mit dem Schaft der Stockschraube vorgesehenen Enden der Blattfedern des Klemmelements in einer zwar parallelen aber anderen Ebene als deren Übergänge zum Randbereich angeordnet sind. Dadurch ist im entspannten Zustand der Blattfedern bereits ein Anstellwinkel von beispielsweise 6° vorgegeben, der sich durch das Aufschieben des Klemmelements auf den gewindefreien Schaft der Stockschraube nur noch wenig vergrößert, beispielsweise auf 8°. Durch einen solchen bereits im entspannten Zustand vorgearbeiteten Anstellwinkel der Blattfedern tritt ein Selbsthemmeffekt ein, der eine Bewegung zum oberen Ende der Stockschraube im Vergleich zu der gleitenden Bewegung in Richtung des unteren Endes erschwert, wenn die Blattfedern in Richtung des oberen Endes der Stockschraube abgewinkelt sind, und so die Zuverlässigkeit der Dichtwirkung erhöht.
[0015] Nachfolgend wird anhand der Zeichnungen ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Anordnung sowie der für diese vorzugsweise zu verwendenden Komponenten näher erläutert.
[0016] Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Anordnung (1 ) in der Seitenansicht mit den einzelnen Bestandteilen Stockschraube (2), Klemmelement (3) und Dichtung (4) im Bereitschaftszustand (15). Zur besseren Orientierung sind das obere (5) und das untere (6) Ende der Stockschraube (2) sowie deren Längsachse (8) gezeigt. [0017] Fig. 2 zeigt eine Explosionsansicht der einzelnen Bestandteile (2, 3, 4) der Anordnung (1 ) von der Seite. Zu sehen ist oben das Klemmelement (3), das hier vorteilhaft und materialsparend als Klemmscheibe ausgeführt ist.
Darunter folgt die Dichtung (4) mit Dichtkörper (10), an dessen. Unterseite (1 1 ) die umlaufende Dichtlippe (12), die hier zur Verbreiterung der Auflagefläche und Erhöhung der Dichtwirkung schräg zur Mittelachse (40) der von der Ober- (38) zur Unterseite (1 1 ) verlaufenden Ausnehmung (siehe Fig. 8, Ziff. 39) des Dichtkörpers (10) angeordnet ist.
Unterhalb der Dichtung (4) ist ein Ausführungsbeispiel der Stockschraube (2) gezeigt, bei dem am oberen Ende (5), oberhalb des gewindefreien Schafts (7) ein metrisches Gewinde angeordnet ist, das Schraubverbindungen zu anderen Bauteilen ermöglicht. Der gewindefreie Schaft (7) weist hier eine senkrecht zur Längsachse (8) angeordnete Riffelung (22) mit integrierter Einkerbung (9) auf, in die das Klemmelement (3) eingreifen kann, die die Kontaktfläche des Formschlusses zwischen Dichtung (4) und Schaft (7) vergrößert und die im Zusammenspiel mit den Stegen (siehe Fig. 3, Ziff. 25) an der Innenmantelfläche (siehe Fig. 3, Ziff. 41 ) der komplementären Riffelung (siehe Fig. 3, Ziff. 24) des Dichtkörpers (10) die Dichtwirkung erhöht. Der Durchmesser des Schafts (7) ist bei diesem Ausführungsbeispiel geringer als der Außendurchmesser des metrischen Gewindes, jedoch größer oder gleich dem Außendurchmesser des selbstschneidenden Gewindes (17) am unteren Ende (6) der Stockschraube (2), so dass die Dichtung (4) zweckmäßigerweise über das untere Ende (6) in Position gebracht wird, um ein Aufweiten der Dichtung (4) zu vermeiden. Erleichtert wird dieser Vorgang durch den Abschnitt (18) zwischen Schaft (7) und dem selbstschneidenden Gewinde (17), dessen Umfang (19) vom Umfang (20) des Schafts (7) stetig zum Kernumfang (21 ) des selbstschneidenden Gewindes (17) abnimmt.
[0018] Fig. 3 zeigt den Schaft (7) mit dem Klemmelement (3) und der Dichtung (4) im Längsschnitt im Bereitschaftszustand (15). Zu erkennen ist hier die Riffelung (22) des Schafts (7) sowie die komplementäre Riffelung (24) an der Innenmantelfläche (41 ) des Dichtkörpers (10), deren Stege (25) in einzelne Riefen (23) der Riffelung (22) eingreifen. In die Riffelung (22) integriert ist bei diesem Ausführungsbeispiel die Einkerbung (9) des Schafts (7), in die das Klemmelement (3) eingreift. Die Blattfedern (28) des Klemmelements (3) weisen hier im Bereitschaftszustand (15) ebenso wie im Betriebszustand (siehe Fig. 4, Ziff. 16) einen Anstellwinkel (33) von 8° auf bezogen auf eine orthogonal zur Längsachse (8) verlaufenden Ebene (32). An der Unterseite (1 1 ) des Dichtkörpers ist eine umlaufende Dichtlippe (12) angeordnet sowie eine hier ebenfalls umlaufende Stützlippe (14), wobei die Dichtlippe (12) im hier gezeigten Bereitschaftszustand (15) unterhalb der Stützlippe (14) endet. Primäre Aufgabe der Stützlippe (14) neben einer zusätzlichen Abdichtung ist es hier, ein zu starkes Abknicken der Dichtlippe (12)- im Betriebszustand (sieh Fig. 4, Ziff. 16) zu verhindern und die Gefahr des Einreißens der Dichtung (4) zu minimieren. Neben der Dichtlippe (12) weist der Dichtkörper (10) eine Einbuchtung (13) auf, die bei elastischer Verformung der Dichtlippe (12) im Betriebszustand (siehe Fig. 4, Ziff. 16) durch die Dichtlippe (12) verkleinert oder geschlossen wird und dadurch, dass sie auf der Seite angeordnet ist, zu der die Dichtlippe (12) aufgrund ihrer Schrägstellung bezüglich der Mittelachse (40) der Ausnehmung (siehe Fig. 8, Ziff. 39) des Dichtkörpers (10) elastisch verformt wird, also weiter außen als die Dichtlippe (12), der Dichtlippe (12) mehr Raum für die elastische Verformung bei gleichzeitiger Materialersparnis für die Dichtung (4) verfügbar macht.
[0019] Fig. 4 zeigt den Längsschnitt eines Ausführungsbeispiels der Anordnung (1 ) im Betriebszustand (16), bei der die Anordnung (1 ) zur Befestigung eines Photovoltaikmoduls (37) auf einem Dach dient, wobei das untere Ende (6) der Stockschraube (2) mit der Dachunterkonstruktion (35) verbunden ist und das obere Ende (5) der Stockschraube (2) über eine Tragkonstruktion (36) mit dem Photovoltaikmodul (37) verbunden ist. Dabei übt die Dacheindeckung (34) eine Anpresskraft auf die Dichtung (4) aus, der der Reibschluss des Klemmelements (3) mit der Stockschraube (2) entgegenwirkt.
[0020] Fig. 5 zeigt das Klemmelement (3), das hier als Klemmscheibe ausgeführt ist, in der Seitenansicht. Zu erkennen sind hier die unterschiedlichen, zueinander parallelen Ebenen (42), in denen die innere und äußere Kreislinie verlaufen, auf denen jeweils die inneren und äußeren Grundseiten (siehe Fig. 6, Ziff. 29) der Blattfedern (siehe Fig. 6., 28) des Klemmelements (3) angeordnet sind, deren Form von derjenigen eines symmetrischen Trapezes abgeleitet sind durch Krümmung von dessen Grundseiten jeweils entlang einer Kreislinie.
[0021] Fig. 6 zeigt das Klemmelement (3) aus Fig. 5 von oben mit den Blattfedern (28), deren Anzahl hier vorteilhafterweise fünf beträgt und so Kippbewegungen am Schaft (siehe Fig. 3, Ziff. 7) vorbeugt. Zu erkennen sind die jeweils entlang einer Kreislinie gekrümmten Grundseiten (29) eines durch die Krümmungen abgewandelten symmetrischen Trapezes ebenso wie die Seitenkanten (30) der Blattfedern (28), der Randbereich (26), die Mittelöffnung (27) und die Rundungen der Seitenkanten (30) am Übergang (31 ) zum Randbereich (26).
[0022] Fig. 7 zeigt die Seitenansicht eines leicht variierten Ausführungsbeispiels der Stockschraube (2), mit gewindefreiem Schaft (7) zwischen oberem (5) und unterem (6) Ende und darunter angeordnetem Abschnitt (18), dessen Umfang (19) hier sprunghaft vom Umfang (20) des Schafts (7) zum Kernumfang (21 ) des selbstschneidenden Gewindes (17) abnimmt und so einen Widerstand beim Einschrauben des selbstschneidenden Gewindes (17) spürbar werden lässt. Oberhalb des Schafts (7) ist hier ein metrisches Gewinde angeordnet, dessen äußerer Umfang den (20) des Schafts (7) nicht überschreitet, so dass die Möglichkeit besteht, die Dichtung (siehe Fig. 8, Ziff. 4) über das obere Ende (5) am Schaft (7) zu positionieren.
[0023] Fig. 8 zeigt die Dichtung (4) in der Aufsicht. Zu erkennen ist die Oberseite (38), die von der Ober- (38) zur Unterseite (siehe Fig. 3, Ziff. 1 1 ) verlaufende Ausnehmung (39) sowie deren Mittelachse (40) als Punkt.

Claims

Anordnung (1 ) aus Stockschraube
(2), Klemmelement
(3) und Dichtung
(4), insbesondere für die Befestigung von Photovoltaikmodulen (37) auf Dächern, dadurch gekennzeichnet,
dass die Stockschraube (2) zwischen ihrem oberen
(5) und unteren
(6) Ende einen gewindefreien Schaft (7) aufweist, an dem das Klemmelement (3) oberhalb der Dichtung (4) klemmend anliegt und der (7) von der Dichtung (4) umschlossen ist.
Anordnung (1 ) nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Dichtung (4) ganz oder teilweise umlaufend formschlüssig und dichtend an dem Schaft (7) anliegt.
Anordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Schaft (7) wenigstens eine im Wesentlichen rechtwinklig zur Längsachse (8) der Stockschraube (2) verlaufende Einkerbung (9) aufweist, in die das Klemmelement (3) eingreift.
Anordnung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Dichtung (4) einen Dichtkörper (10) aufweist, an dessen vom Klemmelement (3) abgewandten Unterseite (11 ) wenigstens eine umlaufende Dichtlippe (12) angeordnet ist.
Anordnung (1 ) nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Dichtlippe (12) schräg zur Längsachse (8) der Stockschraube (2) angeordnet ist.
Anordnung (1 ) nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Dichtkörper (10) neben der Dichtlippe (12) eine Einbuchtung (13) aufweist.
7. Anordnung (1) nach einem der Ansprüche 4 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass an der Unterseite (1 1 ) des Dichtkörpers (10) eine Stützlippe (14) angeordnet ist, die vorzugsweise parallel zur Längsachse (8) der Stockschraube (2) ausgerichtet ist.
8. Anordnung (1 ) nach einem der Ansprüche 6 oder 7,
gekennzeichnet durch
einen Bereitschaftszustand (15) und einen Betriebszustand (16), wobei im Bereitschaftszustand (15) die Dichtlippe (12) unterhalb der Stützlippe (14) endet und im Betriebszustand (16) die durch eine Anpresskraft elastisch verformte Dichtlippe (12) auf Höhe der Stützlippe (14) endet und die Einbuchtung (13) bezüglich des Bereitschaftszustands (15) verkleinert oder schließt.
9. Anordnung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Stockschraube (2) an dem Schaft (7) ihren größten Umfang aufweist.
10. Anordnung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Stockschraube (2) an ihrem unteren Ende (6) ein vorzugsweise selbstschneidendes Gewinde (17) aufweist, dessen Außendurchmesser gleich dem oder geringer als der Durchmesser des Schafts (7) ist, und zwischen dem Schaft (7) und dem Gewinde (17) ein Abschnitt (18) angeordnet ist, dessen Umfang (19) von dem Umfang (20) des Schafts (7) bis auf den Kernumfang (21 ) des Gewindes (17) stetig oder sprunghaft abnimmt.
11. Anordnung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Schaft (7) auf Höhe des Dichtkörpers (10) wenigstens eine im Wesentlichen rechtwinklig zur Längsachse (8) der Stockschraube (2) verlaufende Riffelung (22) aufweist.
12. Anordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die einzelnen Riefen (23) der Riffelung (22) nicht tiefer als 200 μητι sind.
13. Anordnung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 1 bis 12,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Einkerbung (9) als Riefe (23) der Riffelung (22) ausgebildet ist, wobei die Riefen (23) gleichmäßig voneinander beabstandet sind.
14. Anordnung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 1 bis 13,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Riffelung (22) in eine komplementäre Riffelung (24) des Dichtkörpers (10) greift, wobei die Stege (25) der komplementären Riffelung (24) in einzelne Riefen (23) der Riffelung (22) greifen.
15. Anordnung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Klemmelement (3) einen umlaufenden Randbereich (26), eine vom Schaft (7) durchdrungene Mittelöffnung (27) und eine Anzahl von Federelementen (28), vorzugsweise Blattfedern, aufweist, die vom Randbereich (26) zur Mittelöffnung (27) weisen.
16. Anordnung (1 ) nach Anspruch 15,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Federelemente (28) als Blattfedern ausgeführt sind und im Wesentlichen die Form eines symmetrischen Trapezes aufweisen, mit dem Unterschied, dass dessen Grundseiten (29) jeweils entlang einer Kreislinie gekrümmt sind.
17. Anordnung (1 ) nach einem der Ansprüche 15 bis 16,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Federelemente (28) Seitenkanten (30) aufweisen, die an ihren Übergängen (31 ) zum Randbereich (26) des Klemmelements (3) gerundet sind.
18. Anordnung (1) nach einem der Ansprüche 15 bis 17,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Federelemente (28) gegen den Schaft (7) gespannt sind und gegenüber einer orthogonal zur Längsachse (8) der Stockschraube (2) verlaufenden Ebene (32) einen Anstellwinkel (33) zwischen 5° und 9°, vorzugsweise zwischen 6° und 8° aufweisen.
19. Anordnung (1 ) nach einem der Ansprüche 15 bis 18,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Klemmelement (3) eine ungerade Anzahl von Federelementen (28) aufweist.
20. Anordnung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Dichtung (4) in das Klemmelement (3) integriert ist.
21. Anordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Stockschraube (2) eine Dacheindeckung (34) durchdringt, die im Betriebszustand (16) von unten eine Anpresskraft auf die Dichtung (4) ausübt.
22. Anordnung (1 ) nach Anspruch 2 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Stockschraube (2) mit ihrem unteren Ende (6) unterhalb der Dacheindeckung (34) mit einer Dachunterkonstruktion (35) verbunden ist und mit ihrem oberen Ende (5) oberhalb der Dacheindeckung (34) mit einer Tragkonstruktion (36) für Photovoltaikmodule (37) verbunden ist.
23. Stockschraube (2), insbesondere für eine Anordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 22,
gekennzeichnet durch
einen gewindefreien Schaft (7) zwischen ihrem oberen (5) und unteren (6) Ende mit wenigstens einer im Wesentlichen rechtwinklig zur Längsachse (8) verlaufenden Einkerbung (9) und/oder Riffelung (22).
24. Stockschraube (2) nach Anspruch 23,
gekennzeichnet durch
maximalen Umfang (20) an dem Schaft (7).
25. Klemmelement (3), insbesondere für eine Anordnung (1 ) nach einem der Asnprüche 1 bis 22,
gekennzeichnet durch
einen umlaufenden Randbereich (26), eine Mittelöffnung (27) und eine ungerade Anzahl von Federelementen (28), vorzugsweise Blattfedern, die entlang ihrer Seitenkanten (30) vom Randbereich (26) zur Mittelöffnung (27) weisen und im Wesentlichen die Form eines symmetrischen Trapezes aufweisen, mit dem Unterschied, dass dessen Grundseiten (29) jeweils entlang einer Kreislinie gekrümmt sind.
26. Klemmelement (3) nach Anspruch 25,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Grundseiten (29) auf unterschiedlichen, zueinander parallelen Ebenen (42) angeordnet sind.
27. Dichtelement (4), insbesondere für eine Anordnung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 22,
gekennzeichnet durch
einen Dichtkörper (10) mit einer Unterseite (1 1 ), eine von der Ober- (38) zur Unterseite (1 1) durch diesen verlaufende Ausnehmung (39), wobei an der Unterseite (1 1) eine Stützlippe (14) und schräg zur Mittelachse (40) der Ausnehmung (39) eine umlaufende Dichtlippe (12) angeordnet ist.
28. Dichtelement (4) nach Anspruch 27,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Innenmantelfläche (41 ) der Ausnehmung (39) wenigstens eine Riffelung (24) aufweist.
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